Medizinische Biotechnologie

Abteilung Stammzell- & Kryotechnologie

Stammzelltechnologie

• Forschung und Entwicklung neuer Zellkultur- und Screeningsysteme mit Fokus auf Miniaturisierung, Parallelisierung und Automatisierung
• Entwicklung neuartiger Konzepte für die Automatisierung von Zellkulturabläufen im Bereich der Stammzellforschung
• Integration vollständiger Zellkulturprozesse in Automatisierungstechnologien mittels Robotik und Mikrofluidik
  • automatisierte Toxizitätstests
  • automatisierte HiPSC-Differenzierung
    
• Entwicklung neuartiger Analysemethoden für die Untersuchung dreidimensionaler Zellkonstrukte unter miniaturisierten Bedingungen
• Forschung und Entwicklung im Bereich Kryobiologie und Biotechnologie
  • Entwicklung neuartiger steriler Vitrifikationsprozesse
  • Entwicklung neuer Vitrifikationssubstrate
  • Entwicklung chemisch definierter Hochleistungskryomedien

• zell- und gewebespezifische Optimierung von Kryokonservierungsprozessen
  • Vitrifikation von hiPS auf Alginat-Mikroträgern
  • Kryokonservierung multizellulärer Konstrukte
  • Kryokonservierung adhärenter Zellsysteme
• Entwicklung optimierter Einwegartikel für die Kultivierung, Manipulation und Lebendablage von Zellen und Geweben bei kryogenen Temperaturen
   

Kryosensorik

• Forschung und Entwicklung im Bereich zell- und gewebespezifischer Kryokonservierungs- und Auftauprozeduren
  • Entwicklung von anwendungsorientierten, konventionellen Kryoprozessen und Eis-freie Vitrifikationsmethoden
  • Entwicklung von Xeno- und Serum-freien Kryokonservierungsmedien
  • Etablierung relevanter (Stamm-) zellbasierter Modellsysteme validiert durch (Molekular-) biologische Qualitätsanalyse
  • Entwicklung von Labor-Disposables (z. B. Probenröhrchen, Mikrotiterplatten, Beutel) für die Kultivierung, Manipulation und Lebendablage von Zellen und Geweben bei kryogenen Temperaturen

• Forschung und Entwicklung im Bereich (Tieftemperatur-)Elektronik (digitale und analoge Baugruppen, Sensorik, RFID, Optoelektronik)
  • Entwicklung intelligenter Sensoren für eine lückenlose Überwachung der Kühlkette, für eine in-situ Qualitätskontrolle
  • Entwicklung von Modulen für die induktive Energieübertragung und Low-Power-Elektroniksysteme
  • Entwicklung von (Tieftemperatur-)Elektronik-Messplätzen
  • Entwicklung von drahtlosen, energieeffizienten Datenloggermodulen für extreme Umgebungsbedingungen (Temperatur, Luftfeuchte, Beschleunigung, Strahlung)

• Forschung und Entwicklung im Bereich der Biomedizinischen Optik
  • Konzepte für die funktionelle optische Sensorik und Bildgebung
  • Anwendung und Evaluierung molekularer Sonden zur (bildgebenden) Messung physikalischer, chemischer und biologischer Umgebungsparameter
  • Konzeption und Durchführung optisch-mikroskopischer Studien an Zellen, Zellverbänden, Geweben und nichtbiologischen Proben (konfokal, nichtlinear, Transmission, Fluoreszenz) für Biologie, Pharmazie und Materialwissenschaften
  • Entwicklung und Anpassung bildgebender optischer Kontrastverfahren für Biomedizin und Materialwissenschaften

Automatisierungsprozesse

• Automatisiertes Biobanking von biologischem Material, Mikroorganismen und klinischen Proben bis zur Sicherheitsstufe S2 nach Gentechnikgesetz, Infektionsschutzgesetz und Biostoffverordnung (DIN EN ISO9001:2015)
• Optimierung und Validierung von automatisierten Zellkulturprozessen
  • Kultivierung von Zelllinien
  • Kultivierung von induzierten pluripotenten Stammzellen
  • Produktion von HIV-1 Env Pseudoviren (GCLP-konform)
  • Reprogrammierung und Differenzierung von induzierten pluripotenten Stammzellen
• Automatisierung von zellbasierten Assays und Prozessabläufen
  • Zytotoxizitätsassays, Neutralisationsassays, ELISpot, embryonaler Stammzelltest, Aliquotierung, Kryokonservierung
  • Optimierung und Validierung bis zur Zertifizierung unter einem Qualitätsmanagementsystem
   

Abteilung Bioprozesse & Bioanalytik
 

Biomonitoring & Biobanken

• Planung, Organisation und Management von Probenahmen von Human- und Umweltproben
• Erhebung und Dokumentation von Anamnesedaten, Lebensumständen und Lebensgewohnheiten sowie weiterer Informationen zur personenbezogenen Schadstoffexposition durch standardisierte Fragebögen
• standardisierte Analyse klinisch-chemischer Parameter von Humanproben (Vollblut, Blutplasma, 24h-Sammelurin)
• biometrische Charakterisierung von Human- und Umweltproben
• Entwicklung von Protokollen zur biometrischen Probencharakterisierung, Probenaufarbeitung und Kryokonservierung
• Kryokonservierung, Kryolagerung und Verwaltung von Human- und Umweltproben
• Transport von Proben unter Kryobedingungen
• statistische Auswertung und Interpretation klinisch-chemischer Analysedaten, Analysedaten zur Schadstoffbelastung, anamnestischer und biometrischer Daten
• Ausarbeitung und Optimierung von Standardarbeitsanweisungen (SOPs) nach ISO EN DIN/IEC 17025
• Betrieb des Kryolagers der Umweltprobenbank des Bundes (UPB) bei Münster/Wolbeck
• Isolierung und Kultivierung adulter Stammzellen aus Haut und inneren Organen verschiedener Tierarten
• Charakterisierung adulter Stammzellen tierischen Ursprungs
• Kryokonservierung und Kryolagerung adulter Stammzellen tierischen Ursprungs

Biologische Prozesse und Infrastruktur

• Arbeiten mit Zellen, Mikroorganismen und klinischen Proben bis zur Sicherheitsstufe S3 nach Gentechnikgesetz, Infektionsschutzgesetz und Biostoffverordnung
• Etablierung von Biobanken (inklusive Kryokonservierung, Lagerung und Verteilung/Verschickung)
• Etablierung und Anwendung von Pseudovirus und Reportervirus-Systemen
• Untersuchungen zu antiviralen Wirksamkeitsstudien
• Bestimmung von Immunantworten (zellulär und Antikörper-basiert)
• Entwicklung und Automatisierung von zellbasierten Assays und Prozessabläufen (QM-konform)
• Optimierung und Validierung von biologischen Prozessen und Verfahren (QM-konform)
• Etablierung von Zellkulturen, Zellexpansion, Zellcharakterisierung, Zellqualitätskontrolle, Genexpressionsanalysen
• Biokompatibilitätsstudien
• Einführung in die Qualitätssicherung
• Implementierung von Qualitätssicherungsprogrammen und Etablierung von SOPs
  

Präklinische Nanomedizin

Präklinische Testung nanopartikulärer Formulierungen

• Untersuchung der Interaktion und Überwindung von Nanomaterialien mit biologischen Barrieren aus Primär- und Stammzellen (z. B. Blut-Hirn-Schranke, intestinale Barriere, Haut- und Lungenbarriere)
  • Messung des transendothelialen elektrischen Widerstandes (TER) mittels Impedanzspektroskopie
    
  • radionuklidbasierte AssaysEtablierung von Zellkulturmodellen zum spezifischen Tumor-Targeting
• Etablierung von stammzellbasierten 3D-Zellmodellen (z. B. Organoiden)
• Nachweis der zellulären Aufnahme und der subzellulären Verteilung
• Freisetzungs- und Wiederfindungsstudien der inkorporierten Wirkstoffe
• Studien zur biologischen Aktivität der inkorporierten Wirkstoffe
• Drug Screening, Vaskularisierungsstudien und Zytotoxizitätsstudien am HET-CAM System (Hen` s Egg Test on Chorio-Allantoic Membrane)
• Portfolio von zelllinien- und primärzellbasierten Modellen für nanotoxikologische Studien
• Zytotoxizitätsstudien nach ISO 10993/EN 30993
• radionuklidbasierte und immunologische Assays

Herstellung nanopartikulärer Transportsysteme

• Herstellung biokompatibler protein- und polymerbasierter nanopartikulärer Transportsysteme für z. B. RNA, DNA, Proteine oder Wirkstoffe
• Modifizierung nanopartikulärer Transportsysteme (z. B. mit Antikörpern, Peptiden oder Polymeren)
• physikochemische Charakterisierung von kolloidalen und nanopartikulären Formulierungen

Nanotoxikologie

REACH - Toxikologische Risikobewertung nach internationalen Standards

• Beurteilung des toxischen Potenzials von Nanomaterialien, Chemikalien, neuen Materialien und Medizinprodukten
  • Toxikologische Standardprüfungen gemäß REACH-Prüfverfahren (EG 440/2008)
  • akute & subchronische Toxizitätsstudien nach internationalen Standards (ISO, OECD)
  • Studien zur Genotoxizität, Neurotoxizität, Kanzerogenität, Mutagenität
  • Zytotoxizitätsstudien (nach ISO 10993-5) und immuntoxikologische Prüfungen
  • Vaskularisierungsprüfung (HET-CAM Assay) (Hen` s Egg Test on Chorio-Allantoic Membrane
  • 3R-Alternativen zu Tierversuchen
    • reporterzellbasierte Assays
    • einzelzellbasierte Assays
    • miniaturisierte zellbasierte Assays
    • radionuklidbasierte Assays
    • individuell entwickelte Assays
  • mikrochipbasierte Toxizitätsstudien
  • physikochemische Charakterisierung der (Nano)materialien und Abbauprodukte
  • Portfolio von zelllinien- und primärzellbasierten Modellen für (nano)toxikologische Studien
    

Eintrittspfade von Nanopartikeln in den Organismus

• Untersuchung human- und ökotoxikologischer Expositionsszenarien
  • In-vitro-/Ex-vivo-Exposition an Luft-Flüssigkeits-Grenzschichten (z. B. Lungenbarriere, Hautbarriere) und an Flüssigkeit-Flüssigkeits- Grenzschichten (z. B. intestinale Barriere, Blut-Hirn-Schranke)
  • In-vitro- und Ex-vivo-Studien humantoxikologischer Effekte im Niedrigdosisbereich
  • Nachweis der zellulären Aufnahme und der subzellulären Verteilung in vitro
  • Analytikentwicklung zur sensitiven Bestimmung des Verbleibs und der Charakteristika von Nanomaterialien in Mensch und Umwelt im Niedrigdosisbereich
  • ökotoxikologische Untersuchungen
  • mikrochipbasierte Systeme zur Zellkultivierung und Zellanalyse
  • 3D-, Primär-, Multi-Zellmodelle, Gewebemodelle (z. B. Leber)
  • Nanotoxizitäts-, Chemikalien-, Drug-Screening
  • Verträglichkeitsstudien von Medizinprodukten
  • alternative Testsysteme für Nanotoxizitätsstudien